腳踏車包含車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件,其基本部件缺一不可。其中,車架是腳踏車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統。
腳踏車的腳踏板相當於一個省力槓桿,其動力就是利用了槓桿原理:
1、當腳踏板轉到水平位置時,用力下蹬,由於動力的方向是向下的,因此動力臂最大,最省力。
2、腳踏板的支點在轉軸位置,動力臂是轉軸至踏板的長度,阻力臂是鏈輪的半徑。因此,動力臂是隨著腳踏板的轉動而變化的。
腳踏車包含車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件,其基本部件缺一不可。其中,車架是腳踏車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統。
腳踏車的腳踏板相當於一個省力槓桿,其動力就是利用了槓桿原理:
1、當腳踏板轉到水平位置時,用力下蹬,由於動力的方向是向下的,因此動力臂最大,最省力。
2、腳踏板的支點在轉軸位置,動力臂是轉軸至踏板的長度,阻力臂是鏈輪的半徑。因此,動力臂是隨著腳踏板的轉動而變化的。
1、無論是人騎行的情況,還是無人狀態下的腳踏車,對平衡保持最為關鍵的就是車把的轉角。車把的轉動會導致行駛軌跡曲率半徑發生改變,由離心力的作用自動扶正車體。舉個簡單例子,如果大家留意一下,在直線行駛時,當你發現腳踏車有想左傾倒的趨勢時,你會自動向左轉動車把,這時車瞬間向左做圓周運動(曲率半徑很大,不易察覺),此時車體由於慣性會向右擺。而後車體重心投影又落回兩輪接地點的連線之上,這次平衡算是基本恢復了。
2、再說說無人狀態下腳踏車自動平衡的原理。首先從運動學和動力學角度看,腳踏車算的上是個複雜的系統,各部分的運動牽連關係比較複雜,兩輪對地面又有非完整約束(Nonholonomicconstraints,在不考慮輪胎打滑的時候)。在這種前提下並不做簡化時,無法寫出拉格朗日方程的顯式形式,自然對平衡恢復力矩的分析也較為複雜。第一個回答者提到的《科學》中的論文就討論的這樣一件事。他們在儘可能保證模型精確的情況下,在理論上分析了可能影響平衡的各種因素,最終得出之前說的車把轉動的影響是主導。另一方面,一些實驗也證明了其他因素是可以忽略的。
1、無論是人騎行的情況,還是無人狀態下的腳踏車,對平衡保持最為關鍵的就是車把的轉角。車把的轉動會導致行駛軌跡曲率半徑發生改變,由離心力的作用自動扶正車體。舉個簡單例子,如果大家留意一下,在直線行駛時,當你發現腳踏車有想左傾倒的趨勢時,你會自動向左轉動車把,這時車瞬間向左做圓周運動(曲率半徑很大,不易察覺),此時車體由於慣性會向右擺。而後車體重心投影又落回兩輪接地點的連線之上,這次平衡算是基本恢復了。
2、再說說無人狀態下腳踏車自動平衡的原理。首先從運動學和動力學角度看,腳踏車算的上是個複雜的系統,各部分的運動牽連關係比較複雜,兩輪對地面又有非完整約束(Nonholonomic constraints,在不考慮輪胎打滑的時候)。在這種前提下並不做簡化時,無法寫出拉格朗日方程的顯式形式,自然對平衡恢復力矩的分析也較為複雜。第一個回答者提到的《科學》中的論文就討論的這樣一件事。他們在儘可能保證模型精確的情況下,在理論上分析了可能影響平衡的各種因素,最終得出之前說的車把轉動的影響是主導。另一方面,一些實驗也證明了其他因素是可以忽略的。